Конференція в м. Алушта

Особливості кондиціювання висококонцентрованих стічних вод молокозаводів з метою підвищення рівня екологічної безпеки та рентабельності виробництва.

Коцар О. М., канд. техн. наук.

Перед світовою спільнотою надзвичайно актуальною набуло вирішення задачі — зберегти природу, а особливо водні ресурси — для нормального життя прийдешніх поколінь.Тому все дедалі більше уваги приділяється раціональному споживанню свіжої води, зниженню енерговитратності процесів обробки забруднених вод, запровадженню систем повторного використання зворотних вод, технологій утилізації осадів стічних вод.

Перед світовою спільнотою надзвичайно актуальною набуло вирішення задачі — зберегти природу, а особливо водні ресурси — для нормального життя прийдешніх поколінь. Тому все дедалі більше уваги приділяється раціональному споживанню свіжої води, зниженню енерговитратності процесів обробки забруднених вод, запровадженню систем повторного використання зворотних вод, технологій утилізації осадів стічних вод.

В такому контексті важливою є розробка та запровадження технологій глибокої очистки висококонцентрованих стічних вод підприємств по переробці молокозаводами, сирзаводами, підприємствами по виробництву сухого молока та його складових, згущеного молока та інших молочних продуктів.

Тенденція до підвищення концентрації забруднюючих органічних речовин та основних іонів в стічній воді підприємств молокопереробної галузі зумовлена, з однієї сторони, більш економним споживанням води завдяки запровадженню сучасних автоматичних апаратів для миття обладнання, з іншої сторони — утворення висококонцентрованих по забрудненню органічними речовинами стічних вод є зменшення продажу молокозаводами сироватки тваринницьких комплексів через вигодівлю тварин комбікормами.

Для багатьох молокозаводів очищення стічних вод стає серйозною пробле­мою ще й тому, що зростають вимоги до якості стічних вод підприємств при їх надходженнях в міські каналізаційні мережі по таким показникам, як сухий залишок, хлориди, сульфати, йони азоту та фосфору, причому в більшості водоканалах в місті та селищі вимоги більш жорстокі, ніж для питної води, технічної води та для скиду зворотних вод до водойм.

Зростання вартості сировини, реагентів, паливно-енергетичних ресурсів змушує українських виробників молочної продукції замислитись про раціональне використання водних ресурсів, ефективне розпорядження відходами виробництва, одним з яких є стічні води та їх осади.

Тому надзвичайно актуальною є проблема розробки та запровадження на підприємствах молокопереробної галузі низьковитратних, компактних, високоефективних, надійних в експлуатації очисних споруд, здатних забезпечити стабільну і високу якість очищених зворотних вод, їх використання в якості технічної води та використання механічного зневодненого осаду стічних вод мо­локозаводів для покращення удобрювальних властивостей грунтів.

Стратегія підприємств корпорації ЮніЛОС-Україна, полягає в застосуванні на під­приємствах молокопереробної галузі власних технологій та ефективного енергоощадного вітчизняного та імпортного обладнання для ефективного використання води, водо підготовки, очищення стічних вод та механічного зневоднення осаду.

Як правило, на територіях існуючих молокозаводів є в наявності каналізаційна насосна станція перекачки стічних вод підприємства або на очисні споруди, або на власні споруди очистки стічних вод за межами території.

Діючі нормативні документи зокрема дозволяють суміщення в одній будівлі споруд перекачки та очистки стічних вод, тому була розроблена та узгоджена у вповноважених відомствах споруда — каналізаційна насосна станція з вбудованим блоком очистки (КНС з ВБО) стічних вод. До КНС з ВБО правомірно застосування санітарно-захисної зони (СЗЗ) до житла як до КНС, що становить 20 м при потужності до 200,0 тис. м3/добу.

Запровадження КНС з ВБО вимагають двох споруд — КНС відкачки та локальних очисних споруд, які дозволяють значно знизити будівельні витрати на водовідведення та очистку стічних вод для доведення їх якості до ГДК при скиді в каналізацію, водоймище або систему технічного водопостачання, наприклад, для щорічного внутрішньофунтового зрошення кореневміщуючого шару грунту вологолюбивих багаторічних зелених насаджень, де рослини утилізують біогенні елементи та виводять з води, навіть, іони важких металів.

В роботі розглянуті концентровані стічні води молокозаводу, формування якості яких в значній мірі обумовлене складом та властивостями молочної сироватки, що надходить в каналізацію підприємства від процесів виготовлення різних типів сировини, миття обладнання від виготовлення сухого молока та сухої сироватки, кисломолочних продуктів, миття автоцистерн.

Особливістю стічних вод даного молокозаводу є значна присутність в них фосфатів, що зумовлене надходженням в каналізацію стічних вод від миття обладнання по виготовленню сухого молока та сухої сироватки — що миють фосфат кальцію, який випадає в осад на поверхні теплообмінних апаратів та утворює з денатурованими сироватковими білками так званий молочний пригар, який при митті апаратів з промивними водами надходить в каналізаційну мережу підприємства. Склад сухих речовин в цих стічних водах досягав 4,5-7,5 %, в тому числі питома частка лактози — близько 5 %, білку — 1,0 %, молочного жиру — 0,5 %, мінеральних речовин — близько 1 %.

К рім того, на процес формування якості стічних вод молокозаводу впливають скиди станцій водопідготовки та режими миття обладнання, типи реа­гентів, що застосовуються в цих процесах.

Якість стічних вод молокозаводу визначалась по сезонам, результати підрахунків стічних аналізів наведені в табл. 1.

Таблиця 1. Якість стічних вод молокозаводу

Показник Максимальна концентрація мг/л
Весна Літо Осінь Зима |
1 ХСК, гО/м3 24450,0 21130,0 26340,0 14450,0
2 БСК5, г02/м3 14670,0 13560,0 15130,0 13200,0
3 Хлориди, г/м3 410,0 420,0 440,0 430,0
4 Сульфати, г/м3 20,0 18,0 21,0 20,0
5 Фосфати, г/м3 73,0 68,0 83,0 42,0
6 СПАР.г/м3 3,5 3,5 3,5 3,5
7 Жири, г/м3 130,0 213,0 215,0 230,0
8 Нафтопродукти, г/м3 0,3 0,2 0,4 0,3
9 Азот амонію, г /м* 35,0 49,0 51,0 15,0 I
10 Нітрати, г/м3 35 42 48 41
11 Нітрити, г/м3 0,2 0,3 0,3 0,3
12 Сухий залишок, г /м3 13800,0 14400,0 14600,0 9800,0
13 Завислі речовини, г /м3 330,0 346,0 450,0 520,0
14 рН., од. 4,0 3,75 3,8 4,8
15 Залізо, г/м3 12,3 16,2 20,3 10,3

Аналіз якості стічних вод молокозаводу дозволив зробити висновок про необхідність запровадження методів фізико-хімічної очистки з поєднанням аеробних методів біологічної очистки вільно плаваючих та закріплених субстратів» мікрофлорою. Можливість використання таких біоценозів обгрунтована в роботі.

Перед запровадженням на молокозаводі технологій очистки стічних вод фізико-хімічними та біологічними методами були проведені дослідження, випробувались конструкція власних установок, уточнювались технологічні параметри роботи окремих стандартних установок, визначались реагенти та їх оптимальні дози.

Після завершення досліджень був розроблений та узгоджений проект реконструкції існуючої на території молокозаводу КНС в КНС з ВБО, на якій для завершення реконструкції в серпні 2011 була виконана наладка обладнання та в 2011р розпочата пробна експлуатація.

Технологією передбачене усереднення, механічна очистка, двоступенева фізико-хімічна очистка стічних вод на напірних флотаторах та двоступенева біологічна очистка вільно плаваючими гідробіонтами активного мулу, доочистка на фільтрах та знезараження перед використанням на технічні потреби та скидом в водоймище через біоплато.

Осад, який утворюється в процесах фізико-хімічної очистки, та надлишковий активний мул механічно зневоднюються на шнековому дегідраторі та перед використанням для покращення удобрювальних властивостей грунтів компостується в буртах.

При налагоджуванні споруд біологічної очистки використаний активний мул міських очисних споруд, збагачений біопрепаратом БІОМІКС з біоценозом мікроорганізмів-біодеструкторів рослинних та тваринних жирів

Адаптація активного мулу відбувалась повільно, але в біореакторах вже через 3 місяці утворився специфічний активний мул жовтуватого кольору. Концентрація активного мулу за об’ємом становила 76 % ; за сухою масою 9,85 г/дм3.

Дослідження живої мікрофлори активного мулу виконували методом безпосередньої мікроскопії живих препаратів активного мулу аеротенку. Використовували мікроскоп при збільшенні 20х та (або) 40х., дослідження організмів (найпростіших: амеб, джгутикових, інфузорій,) враховували за п’ятибальною системою (5 — дуже багато).

У живій мікрофлорі з аеротенку зустрчалися представники: колоніальних циліат, інфузорій, корененіжки, раковинні амеби, нитчаті форми бактерій.

Стан, рухливість війчастого апарату найпростіших дозволяв зробити висновок про задовільний стан активного мулу аеротенків.

Результати досліджень ефективності фізико-хімічної та біологічної очистки стічних вод молокозаводу по гідрохімічним показникам наведені в табл. 2.

Таблиця 2. Результати досліджень ефективності фізико-хімічної та біологічної очистки стічних вод молокозаводу по гідрохімічним показникам

Показник Усереднювач стічних вод   з контейнера­ми інертного субстрату Вхід на біореактор після фізико-хімічної очистки 1 -го ступеня Вхід на пісчаний фільтр після  біореактору та фізико-хіічної очистки 2-го ступеня Зворотні води        після фіпьтр.знезараж. Та до очистки на біоплато
1 Завислі речовини, мг/л 623,0 50,2 24,0 15
рН, од 4,2 8,7 7,0 7,3 I
Сухий залишок мг/л 9570 4476 1130 1010
ХСК, мгО/Л 15680 6360 140,0 80,0
БСК5, мгО/л 13860 2320 65,0 15,3
Хлориди, мг/л 416 411 370 354
Сульфати, мг/л 45 84 81 82
Залізо заг, мг/л 25 17,7 2,4 0,3
Фосфати, мг/л 45,2 4,8 1,4 1,2
Жири, мг/л 332 8,8 0,3 Вище 1
Азот амонію., мг/л 44,5 33,4 3,5 2,27
Нітрати, мг/л 24,7 15,1 23,3 28,0
Нітрити, мг/л 1,0 2,12 2,18 1,06

Бактеріологічні, токсикологічні та гельмінтологічні показники якості кондиціювання зворотних вод молокозаводу. Результати наведені в табл. 3.

Таблиця 3. Результати біологічних досліджень очищених на КНС з ВБО та біоплато зворотних вод молокозаводу

Показник Значення
Коліндекс, од/дм3 менше 1000
індекс коліфагів,од/дм3 менше 500
ЛКП, од/дм3 менше 1000
Яйця геогельмінтів, од/дм3 не виявлена
Токсичність за результатами тесту на Daphnia magna (24 год) не токсична

Досліджувався механічно зневоднений на КНС з ВБО осад стічних вод мо­локозаводу.

Результати досліджень, виконаних в інституті гідробіології НАН України та в ІГМЕ АМН України, дозволили віднести осад до першого класу небезпеки та рекомендувати його поля компостування в буртах на протязі 3 місяців до внесення в грунт багаторічної зелені, насадження та технічні культури.

Таким чином, приведені роботи по розробці технологій очистки висококонцентрованих стічних вод молокозаводів дозволяють зробити наступні висновки.

Підтвердженням у виробництві ефективності розроблених технологій кондиціювання висококонцентрованих стічних вод молокозаводу та обробки осаду, яка дозволяє повторити використання очищених зворотних вод для технічних потреб, в тому числі для щорічного внутршньогрунтового зрошення, а кондиційованого осаду для покращення удобрювальних властивостей грунтів.

Застосування КНС з ВБО стічних вод, які мають СЗЗ 20м до житла та виробничих будівель підприємств, дозволяє зменшити витрати на водовідведення та очищення стічних вод, раціонально вирішувати питання оптимізації систем водного господарства підприємств без виділення додаткових площ на будівництво очисних споруд, що підвищує рівень екологічної безпеки та рентабельності виробництва.

Література:

1. Коцар О. М., Шматько А. А. «Внедрение канализационных насосных станций с встроенным блоком очистки сточных вод для объектов на неканализованных территориях». //Збірник мате- ріалів міжнародної науково-практичної конференції «Актуальні проблеми водопостачання та водовідведення». Одеса, 9-11 вересня 1999 р. — С. 194-199.

2. Коцар О. М., Леконцева Т. 1., Мірошниченко М. В., Пшегалінська Л. В. Роль очерету звичайного та рогозу вузьколистого в утилізації важких металів при очищенні стічних вод. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету ім. В. Гнатюка. Серія: Біологія, Спеціальний випуск: гідроекологія. — 2010. — № 2(43). — С. 222-225.

3. Миронюк Ю. О., Коцар О. М. Дослідження технологій очищення зворотних вод молокозаводу для скиду в водоймище культурно-побутового водокористування. Збірник тез доповідей Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених, аспірантів та студентів «Вода в харчовій промисловості». — Одеса: ОНАХТ, 2011. — С. 96-98.